แถบการสื่อสารด้วยแสง, resonator ออปติคัลบางเฉียบ

แถบการสื่อสารด้วยแสง, resonator ออปติคัลบางเฉียบ
Resonators แบบออพติคอลสามารถจำกัดความความยาวคลื่นเฉพาะของคลื่นแสงในพื้นที่ จำกัด และมีแอพพลิเคชั่นที่สำคัญในการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงการสื่อสารด้วยแสง, การตรวจจับด้วยแสงและการรวมออปติคัล ขนาดของ resonator ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุและความยาวคลื่นในการทำงานเช่น silicon resonators ที่ทำงานในแถบอินฟราเรดใกล้มักจะต้องใช้โครงสร้างออพติคอลของนาโนเมตรนับร้อยและสูงกว่า ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา resonators ออปติคัลแบบระนาบบาง ๆ ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากการใช้งานที่มีศักยภาพของพวกเขาในสีโครงสร้างการถ่ายภาพโฮโลแกรมการควบคุมสนามแสงและอุปกรณ์ออพโตอิเล็กทรอนิกส์ วิธีลดความหนาของตัวสะท้อนแสงระนาบเป็นหนึ่งในปัญหาที่ยากลำบากที่นักวิจัยต้องเผชิญ
แตกต่างจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมฉนวนทอพอโลยี 3 มิติ (เช่นบิสมัทเทลลูไรด์, พลวงเทลลูไรด์, บิสมัทซีเลเนิด ฯลฯ ) เป็นวัสดุข้อมูลใหม่ที่มีสถานะพื้นผิวโลหะที่ได้รับการป้องกันทอพอโลยีและสถานะฉนวน สถานะพื้นผิวได้รับการปกป้องด้วยความสมมาตรของการผกผันเวลาและอิเล็กตรอนของมันไม่ได้กระจัดกระจายไปด้วยสิ่งสกปรกที่ไม่ใช่แม่เหล็กซึ่งมีโอกาสในการใช้งานที่สำคัญในการคำนวณควอนตัมพลังงานต่ำและอุปกรณ์สปริง ในเวลาเดียวกันวัสดุฉนวนโทโพโลยียังแสดงคุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยมเช่นดัชนีการหักเหของแสงสูงไม่เชิงเส้นขนาดใหญ่เกี่ยวกับแสงค่าสัมประสิทธิ์ช่วงสเปกตรัมที่ใช้งานได้กว้างความสามารถในการปรับแต่งการรวมง่าย ฯลฯ ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มใหม่สำหรับการรับรู้ของการควบคุมแสงและอุปกรณ์ Optoelectronic.
ทีมวิจัยในประเทศจีนได้เสนอวิธีการผลิต resonators ออปติคัลบางเฉียบโดยใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ที่กำลังเติบโตของ Bismuth Telluride Towological Nanofilms โพรงแสงแสดงลักษณะการดูดซับเสียงสะท้อนที่ชัดเจนในแถบอินฟราเรดใกล้ Bismuth Telluride มีดัชนีการหักเหของแสงที่สูงมากมากกว่า 6 ในแถบการสื่อสารด้วยแสง (สูงกว่าดัชนีการหักเหของแสงของวัสดุดัชนีหักเหสูงแบบดั้งเดิมเช่นซิลิกอนและเจอร์เมเนียม) เพื่อให้ความหนาของช่องแสงสามารถเข้าถึงหนึ่งในยี่สิบของความยาวคลื่นเรโซแนนซ์ ในขณะเดียวกันตัวสะท้อนแสงแบบออพติคอลจะถูกวางลงบนคริสตัลโทนิคหนึ่งมิติและผลกระทบความโปร่งใสที่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้าแบบใหม่จะถูกสังเกตในแถบการสื่อสารแบบออพติคอลซึ่งเกิดจากการมีเพศสัมพันธ์ของ resonator กับ tamm plasmon และการแทรกแซงการทำลายล้าง การตอบสนองทางสเปกตรัมของเอฟเฟกต์นี้ขึ้นอยู่กับความหนาของตัวสะท้อนแสงและมีความแข็งแกร่งต่อการเปลี่ยนแปลงของดัชนีการหักเหของสภาพแวดล้อม งานนี้เปิดขึ้นวิธีใหม่สำหรับการรับรู้ของช่องทางออพติคอล ultrathin, การควบคุมสเปกตรัมวัสดุฉนวนโทโพโลยีและอุปกรณ์ออพโตอิเล็กทรอนิกส์
ดังแสดงในรูปที่ 1a และ 1b, resonator ออปติคัลส่วนใหญ่ประกอบด้วยฉนวนทอพอโลไรด์ทอพอโลไรด์บิสมัทและนาโนฟิล์มสีเงิน บิสมัทเทลลูไรด์นาโนฟิล์มที่จัดทำโดย Magnetron Sputtering มีพื้นที่ขนาดใหญ่และความเรียบที่ดี เมื่อความหนาของฟิล์มบิสมัทและฟิล์มสีเงินคือ 42 นาโนเมตรและ 30 นาโนเมตรตามลำดับโพรงแสงแสดงการดูดซับเสียงสะท้อนที่แข็งแกร่งในวงดนตรีของ 1100 ~ 1800 นาโนเมตร (รูปที่ 1C) เมื่อนักวิจัยรวมโพรงแสงนี้ลงในคริสตัลโทนิคที่ทำจากสแต็คสลับของ TA2O5 (182 nm) และ SiO2 (260 nm) เลเยอร์ (รูปที่ 1E) หุบเขาการดูดกลืนแสงที่แตกต่างกัน

วัสดุ Bismuth Telluride มีลักษณะโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านและรูปไข่ มะเดื่อ. 2A-2C แสดง micrographs อิเล็กตรอนแบบส่งสัญญาณ (ภาพความละเอียดสูง) และรูปแบบการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนที่เลือกของบิสมัทเทลลูไรด์นาโนฟิล์ม จะเห็นได้จากรูปที่ว่าบิสมัทเทลลูไรด์นาโนฟิลม์ที่เตรียมไว้เป็นวัสดุ polycrystalline และการวางแนวการเจริญเติบโตหลักคือ (015) ระนาบคริสตัล รูปที่ 2D-2F แสดงดัชนีการหักเหของแสงที่ซับซ้อนของ Bismuth Telluride ที่วัดโดย ellipsometer และดัชนีสถานะพื้นผิวที่ติดตั้งและสถานะการหักเหของแสงที่ซับซ้อน ผลการวิจัยพบว่าค่าสัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์ของสถานะพื้นผิวมากกว่าดัชนีการหักเหของแสงในช่วง 230 ~ 1930 นาโนเมตรแสดงลักษณะคล้ายโลหะ ดัชนีการหักเหของร่างกายมีมากกว่า 6 เมื่อความยาวคลื่นมากกว่า 1,385 นาโนเมตรซึ่งสูงกว่าซิลิคอนเจอร์เมเนียมและวัสดุดัชนีการฟื้นฟูสูงแบบดั้งเดิมอื่น ๆ ในแถบนี้ นักวิจัยชี้ให้เห็นว่านี่เป็นครั้งแรกที่รายงานการรับรู้ของโพรงออปติคัลระนาบโพรงทอพอโลยีที่มีความหนาของนาโนเมตรเพียงสิบแห่งในแถบการสื่อสารแบบออพติคอล ต่อจากนั้นสเปกตรัมการดูดซับและความยาวคลื่นเรโซแนนซ์ของโพรงแสงบาง ๆ ถูกวัดด้วยความหนาของบิสมัทเทลลูไรด์ ในที่สุดผลกระทบของความหนาของฟิล์มสีเงินต่อสเปกตรัมความโปร่งใสที่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้าในโครงสร้างของบิสมัทเทลลูไรด์นาโนวิตี/โครงสร้างคริสตัลโทนิคถูกตรวจสอบ

ด้วยการเตรียมฟิล์มบาง ๆ ขนาดใหญ่แบนของฉนวนทอพอโลไรด์บิสมัทเทลลูไรด์และการใช้ประโยชน์จากดัชนีการหักเหของแสงที่สูงเป็นพิเศษของวัสดุบิสมัทเทลลูไรด์ในแถบอินฟราเรดใกล้กับโพรงแสงระนาบที่มีความหนาของนาโนเมตรเท่านั้น ช่องแสงแบบบางเฉียบสามารถตระหนักถึงการดูดซับแสงเรโซแนนท์ที่มีประสิทธิภาพในแถบอินฟราเรดใกล้และมีค่าการใช้งานที่สำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์ออพโตอิเล็กทรอนิกส์ในแถบการสื่อสารด้วยแสง ความหนาของโพรงออพติคอลบิสมัทเทลลูไรด์เป็นเส้นตรงกับความยาวคลื่นเรโซแนนท์และมีขนาดเล็กกว่าซิลิคอนและโพรงแสงเจอร์เมนเนอร์ที่คล้ายกัน ในเวลาเดียวกันโพรงออพติคอล Bismuth Telluride ถูกรวมเข้ากับผลึกโทนิคเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ออปติคัลที่ผิดปกติคล้ายกับความโปร่งใสที่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้าของระบบอะตอมซึ่งเป็นวิธีการใหม่สำหรับการควบคุมสเปกตรัมของโครงสร้างจุลภาค การศึกษาครั้งนี้มีบทบาทบางอย่างในการส่งเสริมการวิจัยวัสดุฉนวนโทโพโลยีในการควบคุมแสงและอุปกรณ์การทำงานแบบออพติคอล